Правила нарезания внутренней резьбы метчиком

При ручной нарезке резьбы инструмент вставляют в отверстие вертикально (без перекоса). Вороток вращают в нужном направлении (для правой резьбы по часовой стрелке) не все время, а периодически делают 1–2 оборота в обратную сторону.

При таком вращательно-возвратном движении метчика срезаемая стружка ломается, становится короткой (дробленой) и легче удаляется из рабочей зоны, а процесс формирования резьбы значительно облегчается. По окончании нарезания инструмент вывертывают вращением воротка в противоположную сторону, затем его прогоняют по готовой резьбе насквозь или до упора для глухих отверстий. Необходимо также придерживаться следующих правил:

• При формировании резьбы в вязких и мягких металлах (алюминий, медь, баббиты и другие), а также в глубоких отверстиях инструмент следует периодически выкручивать из отверстия для очистки канавок от стружки.
• При использовании комплекта метчиков необходимо применение всех инструментов набора. Нарезание сразу чистовым метчиком или средним, а затем чистовым без прохода черновым не ускоряет, а только замедляет и затрудняет процесс нарезания. Кроме того, резьба при этом получается некачественной, а инструмент может сломаться. Чистовой и средний метчики вкручивают в отверстие вручную (без воротка) до тех пор, пока инструмент не пойдет по резьбе правильно, и только после этого устанавливают вороток и продолжают работу.
• В процессе нарезания требуется тщательно следить за правильностью врезки инструмента, чтобы не было его перекоса. Для этого необходимо через каждые вновь нарезанные 2–3 нитки стружки проверять положение метчика относительно верхней плоскости детали с помощью угольника. Особенно осторожно следует работать с глухими и мелкими отверстиями.

Конструкция метчика

Метчик (рис. 1) представляет собой закаленный винт, на котором прорезано несколько прямых или винтовых канавок, образующих режущие кромки инструмента. Канавки также обеспечивают размещение стружки, образующейся при резании стружка может выводиться из зоны резания.

Метчик состоит из двух частей — рабочей и хвостовика, на конце которого выполнен квадрат (у ручных метчиков). Рабочая часть метчика включает в себя: режущую (заборную) часть, которая обеспечивает удаление основной части припуска на обработку; калибрующую часть, осуществляющую окончательную обработку резьбы; стружечные канавки; перья (витки резьбы, разделенные стружечными канавками) и сердцевину, обеспечивающую метчику достаточную для обработки прочность и жесткость. Хвостовая часть метчика служит для закрепления его в воротке, которым производятся рабочие и холостые перемещения метчика.

Рабочую часть метчика изготавливают из инструментальных углеродистых сталей марок У11, У11А, быстрорежущей стали или твердого сплава. Выбор материала рабочей части зависит от физико-механических свойств обрабатываемой заготовки. У цельных метчиков материал хвостовой части тот же, а у метчиков, состоящих из двух частей, соединяемых сваркой, хвостовую часть изготавливают из конструкционной стали марок 45 и 40Х: Число стружечных канавок, выполненных на метчике, зависит от его диаметра (три канавки дтя метчиков диаметром до 20 мм и четыре — для метчиков диаметром свыше 20 мм).

Основную работу при нарезании резьбы выполняют режущие кромки, образованные пересечением передних поверхностей канавки с задними (затылованчыми, выполненными по архимедовой спирали) поверхностями рабочей части. Затылование задней поверхности режущих зубьев позволяет сохранить постоянным их профиль после переточки, которая осуществляется централизованно в заточных цехах.

Как правило, метчики изготовляют с прямыми канавками, однако для улучшения условий резания и получения точных и чистых резьб применяют метчики с винтовыми канавками. Угол наклона такой канавки к оси метчика составляет 8… 15°. Для получения точных и чистых резьбовых поверхностей в сквозных отверстиях при обработке мягких и вязких материалов используют бесканавочные метчики.

Рис. 1 Метчик:

а – конструкция: 1 – нитка(виток); 2 – квадрат; 3 – хвостик; 4 – канавка; 5 – режущее перо; б – геометрические параметры: 1 – передняя поверхность; 2 – режущая кромка; 3 – затылованная поверхность; 4 – задняя поверхность; 5 – режущее перо; α – задний угол; β – угол резания; δ – угол заострения; γ – передний угол; в – с винтовой стружечной канавкой: 1 – канавка; г - нарезание глухой резьбы; ω – угол наклона винтовой канавки.

Геометрия метчиков

Геометрические параметры зубьев режущей части метчика показаны на рис. 1б.

Передний угол γ у зубьев метчика - это угол между касательной к передней поверхности и радиусом, проведенным в точку режущей кромки, через который проходит основная плоскость. Строго говоря, этот угол изменяется по высоте зуба, так как точки режущих кромок лежат на разных диаметрах, однако для крепежных резьб с небольшой высотой резьбы перепад этих диаметров небольшой и изменение угла невелико. Учитывая тяжелые условия работы метчика, передний угол, как правило, берут положительным. Для обработки сталей средней твердости рекомендуется брать угол γ = 12...15°, для хрупких материалов (чугун, бронза, латунь), а также для твердой стали γ = 0...5°, для цветных металлов и сплавов γ = 16...25°. Задний угол α на главных вершинных кромках - это угол между вектором скорости резания, через который проходит плоскость резания, и касательной к задней поверхности. Он создается путем затылования вершинных режущих кромок зубьев по архимедовой спирали. Рекомендуется брать α = 6...12° (меньшее значение берется для ручных метчиков). На боковых режущих кромках при генераторной схеме резания задние углы отсутствуют, так как толщины срезаемых слоев небольшие.

Форма стружечных канавок и перьев метчика оказывает большое влияние на его работоспособность. Объем канавок должен быть достаточным для размещения стружки, особенно при нарезании резьбы в глухих отверстиях. Форма канавки должна способствовать лучшему формированию и отводу стружки из зоны резания.

Метчики могут изготовляться без затылования по профилю резьбы, с затылованием на 2/3 ширины пера, или с затылованием «до остра» на всей ширине пера. Величина затылования с=0,01÷0,015мм у конца пера.

Метчики диаметром до 10мм (при шаге резьбы до 1,5мм) часто имеют незатылованный профиль резьбы. Ввиду малой ширины перьев этих метчиков обусловленное этим возрастание трения незначительно и может быть компенсировано достаточно обильным охлаждением (смазкой). Метчики более крупных размеров следует затыловать по профилю резьбы. Метчики с незатылованным профилем разбивают резьбу меньше чем затылованные. Метчики для конической резьбы затылуют по профилю на величину с=0,1÷0,25мм.

Все цилиндрические метчики должны иметь обратный конус по профилю резьбы 0,01-0,02мм на каждые 25мм длины. При нарезании резьбы в вязких материалах рекомендуется применять метчики с вырезанной в шахматном порядке ниткой на калибрующей части или на всей длине, включая и заборную часть. Вырезание ниток может производиться в шахматном порядке от пера к перу или от витка к витку.

Чередование полных и срезанных ниток через каждый оборот возможно только на калибрующей части. Применение этого способа на заборной части недопустимо, так как приводит к чрезмерным нагрузкам на отдельные нитки заборной части.

При четном числе перьев метчика шахматная нарезка приводит к периодическому повторению подряд двух срезанных или полных витков. Во избежание перегрузки витков заборной части, особенно при крупном шаге, рекомендуется на одном из перьев не срезать нитки, а на остальных - чередовать их в шахматном порядке.